KR101552092B1 - Shell and plate type heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 쉘 앤 판형 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a shell-and-plate heat exchanger.
일반적으로 공기조화기는 프레온 가스등과 같은 냉매를 이용하고, 액체가 증발할 때 주위에서 열을 흡수하는 증발열을 이용하여 실내의 공기를 쾌적하게 유지하는 장치이다.Generally, an air conditioner uses a refrigerant such as a Freon gas or the like and uses the evaporation heat absorbing heat when the liquid evaporates, thereby keeping the room air pleasantly.
이와 같은 공기조화기의 기본적인 구성은 크게 저온저압인 기상의 냉매를 고온고압인 기상의 냉매로 압축시키는 압축기와, 압축기에서 변화된 고온고압인 기상의 냉매를 고온고압인 액상의 냉매로 변화시키면서 열을 방출하는 응축기와, 응축기에서 변화된 고온고압인 액상의 냉매를 저온저압인 이상상태의 냉매로 변화시키는 팽창부재 및, 팽창부재에서 변화된 저온저압인 이상상태의 냉매를 기상으로 변화시키면서 외부의 열을 흡수하는 증발기로 구성된다.The basic configuration of such an air conditioner includes a compressor that compresses a gaseous refrigerant at a low temperature and a low pressure into a gaseous refrigerant at a high temperature and a high pressure and a gaseous refrigerant at a high temperature and a high pressure, And an expansion member for changing the liquid refrigerant in the liquid state from the low temperature and the low pressure to the refrigerant in the abnormal state in which the low temperature and the pressure are changed in the condenser, And an evaporator.
여기서, 상기 증발기에서는 증발열이 발생되어 앞서 설명한 바와 같이 실내의 열을 흡수하면서 실내의 공기를 쾌적하게 유지한다.In the evaporator, heat of evaporation is generated, and the room air is comfortably maintained while absorbing the heat of the room as described above.
이때, 증발기는 냉매의 기화에 의한 흡열로 직접냉각하는 직접 팽창식 냉각과, 브라인(Brine)이나 물과 같은 2차 냉매를 냉각하여 냉각된 브라인이나 물에 의해 냉각대상공간을 냉각하는 간접식 냉각방식이 사용되고 있는데, 통상적으로 오랜 시간 저온을 유지할 수 있는 간접식 냉각방식이 사용되고 있다.In this case, the evaporator is a direct-expansion type cooling method in which the direct expansion type cooling is directly cooled by the heat absorption by the vaporization of the refrigerant, the indirect cooling is the cooling of the cooling target space by the cooling of the secondary refrigerant such as brine or water, The indirect cooling method which can maintain the low temperature for a long time is usually used.
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이에 본 발명은, 쉘형(Shell Type) 또는 판형(Plate Type)으로 이루어진 다수의 냉매 유동용 판을 이용하여 열교환기를 구성함으로써 전열성능을 향상시킴과 아울러 성적계수를 증가시켜 냉난방효율을 더욱 향상시킬 수 있도록 된 쉘 앤 판형 열교환기를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to improve the heat transfer performance by using a plurality of refrigerant flow plates composed of a shell type or a plate type to improve the heat transfer performance, And a plate-shaped heat exchanger.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내부에 유체가 이동되면서 열교환을 이루도록 공간이 형성됨과 아울러 그 외측 상부에 각각 유체 유입부와 유체 배출부가 형성된 케이스와, 상기 케이스 내부에 일정간격을 두고 직렬로 다수 배치되어 냉매 유동통로를 이룸과 아울러 유입된 유체가 분사되어 열교환하면서 배출될 수 있도록 된 쉘형 또는 판형으로 이루어진 냉매 유동용 판과, 상기 냉매 유동용 판과 연결된 상태로 상기 케이스의 좌우측단에 각각 설치된 냉매 유입부 및 냉매 배출부를 포함하여 쉘 앤 판형 열교환기를 구성한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid container comprising: a case having a space formed therein to perform heat exchange with movement of a fluid therein, a fluid inlet and a fluid outlet formed on an outer side of the case, A plurality of refrigerant flow paths formed in series and arranged in a row, a refrigerant flow-use plate formed in a shell or plate shape so that the introduced fluid can be injected and discharged while heat exchange is performed; And a refrigerant inlet portion and a refrigerant outlet portion, respectively, to constitute a shell-and-plate heat exchanger.
일 실시예로서, 상기 냉매 유동용 판은 유입된 유체가 부딪쳐 분사되면서 와류를 발생시켜 상기 냉매 유동통로를 지나는 냉매의 난류유동을 생성시킬 수 있도록 된 것이다.In one embodiment, the refrigerant flow-through plate generates a vortex while the inflow fluid collides with the fluid, thereby generating a turbulent flow of the refrigerant passing through the refrigerant flow passage.
일 실시예로서, 상기 냉매 유동용 판은 그 판면에 상기 냉매 유동통로를 이루는 연결관이 형성됨과 아울러 그 중앙부에 유입된 유체가 분사될 수 있도록 분사홀이 형성된 것이다.In one embodiment, the refrigerant flow-through plate is formed with a connection pipe that forms the refrigerant flow passage on a surface of the refrigerant flow plate, and a discharge hole is formed so that the fluid introduced into the central portion can be sprayed.
일 실시예로서, 상기 냉매 유동용 판은 원판 또는 사각판 중 어느 하나로 구성된 것이다.In one embodiment, the refrigerant flow-through plate is formed of either a circular plate or a rectangular plate.
일 실시예로서, 상기 냉매 유동용 판은 그 배치가 지그재그형을 이루는 병렬로 구성된 것이다.In one embodiment, the refrigerant flow-through plates are arranged in parallel in a zigzag arrangement.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 쉘 앤 판형 열교환기에 의하면, 쉘형 또는 판형으로 이루어진 다수의 냉매 유동용 판을 이용하여 냉매증기 속도를 증가시킴으로써 전열성능을 향상시키고, 냉매 유동용 판을 통해 와류를 발생시킴으로서 냉매증기의 유동시 난류유동을 생성하여 대류열전달계수를 크게 향상시키며, 이를 통해 열교환기의 성적계수를 증가시켜 냉난방효율을 더욱 향상시킬 수 있고, 냉난방효율 향상시 발생되는 과부하를 적절히 조절함으로써 열교환기의 무리를 최소화할 수 있다.As described above, the shell-and-plate heat exchanger according to the present invention improves the heat transfer performance by increasing the refrigerant vapor rate using a plurality of shell-type or plate-type refrigerant flow-rate plates and generates vortices through the refrigerant flow- It is possible to improve turbulent flow during the flow of the refrigerant vapor, thereby greatly improving the convective heat transfer coefficient, thereby increasing the coefficient of performance of the heat exchanger to further improve the cooling and heating efficiency, Can be minimized.
도 1은 본 발명에 따른 쉘 앤 판형 열교환기를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 쉘 앤 판형 열교환기의 내부구조를 나타낸 상태도,
도 3은 본 발명에 따른 쉘 앤 판형 열교환기의 냉매 유동용 판을 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 쉘 앤 판형 열교환기의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도,
도 5는 도 4의 냉매 유동용 판을 나타낸 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 쉘 앤 판형 열교환기의 냉매 유동용 판이 병열형으로 배치된 상태를 나타낸 상태도.1 is a perspective view showing a shell-and-plate heat exchanger according to the present invention,
2 is a state diagram showing an internal structure of a shell-and-plate heat exchanger according to the present invention.
FIG. 3 is a perspective view illustrating a plate for refrigerant flow in a shell-and-plate heat exchanger according to the present invention,
FIG. 4 is a perspective view showing another embodiment of a shell-and-plate heat exchanger according to the present invention, FIG.
Fig. 5 is a perspective view of the refrigerant flow-rate plate of Fig. 4,
FIG. 6 is a state diagram showing a state in which the refrigerant flow-through plate of the shell-and-plate heat exchanger according to the present invention is arranged in a row.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention. The singular forms as used herein include plural forms as long as the phrases do not expressly express the opposite meaning thereto. Means that a particular feature, region, integer, step, operation, element and / or component is specified, and that other specific features, regions, integers, steps, operations, elements, components, and / And the like.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Commonly used predefined terms are further interpreted as having a meaning consistent with the relevant technical literature and the present disclosure, and are not to be construed as ideal or very formal meanings unless defined otherwise.
사시도를 참조하여 설명된 본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형, 예를 들면 제조 방법 및/또는 사양의 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다. 예를 들면, 편평하다고 도시되거나 설명된 영역은 일반적으로 거칠거나/거칠고 비선형인 특성을 가질 수 있다. 또한, 날카로운 각도를 가지는 것으로 도시된 부분은 라운드질 수 있다. 따라서 도면에 도시된 영역은 원래 대략적인 것에 불과하며, 이들의 형태는 영역의 정확한 형태를 도시하도록 의도된 것이 아니고, 본 발명의 범위를 좁히려고 의도된 것은 아니다.The embodiment of the present invention described with reference to the perspective view specifically illustrates an ideal embodiment of the present invention. As a result, various variations of the illustration, for example variations in the manufacturing method and / or specification, are expected. Thus, the embodiment is not limited to any particular form of the depicted area, but includes modifications of the form, for example, by manufacture. For example, the regions shown or described as being flat may have characteristics that are generally coarse / rough and nonlinear. Also, the portion shown as having a sharp angle may be rounded. Thus, the regions shown in the figures are merely approximate, and their shapes are not intended to depict the exact shape of the regions, and are not intended to limit the scope of the present invention.
본 발명에 따른 쉘 앤 판형 열교환기의 구조를 도 1과 도 2를 참조로 설명하면, 상기 쉘 앤 판형 열교환기(1)는 크게 케이스(10)와 냉매 유동용 판(20)과 냉매 유입부(30) 및 냉매 배출부(40)로 이루어져 다수의 냉매 유동용 판(20)을 이용하여 열교환기(1)의 난방효율을 향상시킬 수 있도록 된 것이다.1 and 2, the shell-and-
즉, 상기 쉘 앤 판형 열교환기(1)를 구성하는 상기 케이스(10)는 내부에 유체가 이동되면서 열교환을 이루도록 공간이 형성됨과 아울러 그 외측 상부에 각각 유체 유입부(11)와 유체 배출부(12)가 형성된다.That is, in the
그리고, 상기 쉘 앤 판형 열교환기(1)를 구성하는 상기 냉매 유동용 판(20)은 상기 케이스(10) 내부에 일정간격을 두고 직렬로 다수 배치되어 냉매 유동통로(21)를 이룸과 아울러 유입된 유체가 분사되어 열교환하면서 배출될 수 있도록 된 쉘형 또는 판형으로 이루어진 구조이다.The plurality of refrigerant
또한, 상기 냉매 유입부(30) 및 냉매 배출부(40)은 상기 냉매 유동용 판(20)과 연결된 상태로 상기 케이스(10)의 좌우측단에 각각 설치된다.The
여기서, 상기 쉘 앤 판형 열교환기(1)의 케이스(10) 상부에 형성된 유체 유입부(11)를 통해 유체가 유입된 후, 상기 냉매 유동용 판(20)을 지나면서 열교환을 일으킨 다음 상기 유체 배출부(12)를 통해 유체가 배출되며, 상기 케이스(10)의 냉매 유입부(30)를 통해 공급된 냉매는 상기 냉매 유동용 판(20)과 냉매 유동용 판(20) 사이를 연결하는 상기 냉매 유동통로(21)를 지나 상기 냉매 배출부(40)를 통해 배출된다.After the fluid flows through the
즉, 상기 냉매 유동용 판(20)은 유입된 유체가 부딪쳐 분사되면서 와류를 발생시켜 상기 냉매 유동통로(21)를 지나는 냉매의 난류유동을 생성시킬 수 있도록 된 것이다.That is, the refrigerant flow-through
그러므로, 상기의 구조로 이루어진 쉘 앤 판형 열교환기(1)는 상기 케이스(10) 내부에 쉘형 또는 판형으로 이루어진 상기 냉매 유동용 판(20)이 직렬로 배치됨으로써 열교환기의 증발효율을 높여줄 수 있는 것이다.Therefore, in the shell-and-
한편, 상기 냉매 유동용 판(20)의 구조를 도 3을 참조로 상세히 설명하면, 상기 냉매 유동용 판(20)은 그 판면에 상기 냉매 유동통로(21)를 이루는 연결관(21a)이 형성됨과 아울러 그 중앙부에 유입된 유체가 분사될 수 있도록 분사홀(22)이 형성된 것이다.3, a
따라서, 상기 냉매 유동용 판(20)의 중앙에 형성된 분사홀(22)이 분사노즐의 기능을 하기 때문에 냉매의 증발 속도를 증가시키고, 또한 상기 냉매 유동용 판(20)을 지난는 유체가 와류를 발생시키기 때문에 냉매의 유동시 난류 유동을 생성하여 대류 열전달계수를 크게 향상시킬 수 있다.Therefore, since the
그리고, 상기 냉매 유동용 판(20)은 원판 또는 사각판 중 어느 하나로 구성될 수 있고, 이에 따라 상기 쉘 앤 판형 열교환기(1)의 케이스(10) 또한 원통형 또는 사각 박스형을 이룰 수 있다.The refrigerant flow-through
그러므로, 상기 쉘 앤 판형 열교환기(1)의 일 실시예를 도 4와 도 5를 참조로 설명하면, 상기 쉘 앤 판형 열교환기(1)는 그 케이스(10)가 사각 박스형으로 이루어지고, 상기 케이스(10)의 내부에는 사각판형으로 이루어진 다수의 냉매 유동용 판(20)이 일정간격을 두고 배치된다. 상기 케이스(10)의 상부에는 유체 유입부(11)와 유체 배출부(12)가 각각 형성된다.4 and 5, the shell-and-
또한, 사각형 판으로 이루어진 상기 냉매 유동용 판(20)은 그 판면에 상기 냉매 유동통로(21)를 이루는 연결관(21a)이 형성됨과 아울러 그 중앙부에 유입된 유체가 분사될 수 있도록 분사홀(22)이 형성된다.In addition, the refrigerant flow-through
한편, 상기 쉘 앤 판형 열교환기(1)의 또 다른 실시예를 도 6을 참조로 설명하면, 상기 냉매 유동용 판(20)은 그 배치가 지그재그형을 이루는 병렬로 구성된 것으로, 상기 쉘 앤 판형 열교환기(1) 내부에서 발생되는 부하를 최소화하기 위하여 상기 냉매 유동용 판(20)을 병렬로 배치한 것에 그 특징이 있다.6, the refrigerant flow-regulating
즉, 상기 냉매 유동용 판(20)을 지나는 유체가 병렬로 확보된 공간을 통해 보다 효과적으로 지나가게 되어 상기 케이스(10) 내부에서 발생되는 부하를 낮추어 줄 수 있도록 된 것이다.That is, the fluid passing through the refrigerant flow-through
따라서, 상기와 같은 쉘 앤 판형 열교환기(1)의 구조를 통해 열교환기의 성적계수를 증가시켜 냉난방효율을 더욱 향상시킬 수 있고, 냉난방효율 향상시 발생되는 과부하를 적절히 조절함으로써 열교환기의 무리를 최소화할 수 있다.Therefore, through the structure of the shell-and-
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Of course.
1 : 쉘 앤 판형 열교환기 10 : 케이스
11 : 유체 유입부 12 : 유체 배출부
20 : 냉매 유동용 판 21 : 냉매 유동통로
21a : 연결관 22 : 분사홀
30 : 냉매 유입부 40 : 냉매 배출부1: Shell-and-plate heat exchanger 10: Case
11: fluid inlet part 12: fluid outlet part
20: refrigerant flow plate 21: refrigerant flow passage
21a: connector 22: injection hole
30: Refrigerant inlet part 40: Refrigerant outlet part
Claims (5)
상기 케이스 내부에 일정간격을 두고 직렬로 다수 배치되어 냉매 유동통로를 이룸과 아울러 유입된 유체가 분사되어 열교환하면서 배출될 수 있도록 된 쉘형 또는 판형으로 이루어진 냉매 유동용 판과,
상기 냉매 유동용 판과 연결된 상태로 상기 케이스의 좌우측단에 각각 설치된 냉매 유입부 및 냉매 배출부를 포함하고,
상기 냉매 유동용 판은 그 판면에 상기 냉매 유동통로를 이루는 연결관이 형성됨과 아울러 그 중앙부에 유입된 유체가 분사될 수 있도록 분사홀이 형성된 것을 특징으로 하는 쉘 앤 판형 열교환기.A case having a fluid inflow part and a fluid discharge part formed on the outer side of the space,
A plurality of refrigerant flow paths arranged in series in the case at a predetermined interval to form a refrigerant flow path, a refrigerant flow-use plate having a shell or a plate shape so that the inflow fluid can be injected and discharged while heat-
And a refrigerant inflow portion and a refrigerant discharge portion provided respectively at left and right ends of the case in a state connected to the refrigerant flow-through plate,
Wherein the refrigerant flow-through plate has a connection pipe forming the refrigerant flow passage on a surface of the refrigerant flow-use plate, and an injection hole is formed so that the fluid introduced into the central portion can be injected.
상기 냉매 유동용 판은 유입된 유체가 부딪쳐 분사되면서 와류를 발생시켜 상기 냉매 유동통로를 지나는 냉매의 난류유동을 생성시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 쉘 앤 판형 열교환기.The method according to claim 1,
Wherein the refrigerant flow-through plate generates a vortex while the inflow fluid is ejected by collision, thereby generating a turbulent flow of the refrigerant passing through the refrigerant flow passage.
상기 냉매 유동용 판은 원판 또는 사각판 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 쉘 앤 판형 열교환기.The method according to claim 1,
Wherein the refrigerant flow-through plate is formed of a disk or a rectangular plate.
상기 냉매 유동용 판은 그 배치가 지그재그형을 이루는 병렬로 구성된 것을 특징으로 하는 쉘 앤 판형 열교환기.The method according to claim 1,
Wherein the refrigerant flow-distributing plates are arranged in parallel in a zigzag arrangement.
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- 2014-06-30 KR KR1020140080736A patent/KR101552092B1/en active IP Right Grant
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